【摘 要】
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作为机械传动系统中应用最为广泛的力矩和运动传递装置,齿轮系统被广泛地应用于风机、汽车、工程机械和航空航天等机械装备制造领域,其传动性能的优劣直接影响着整体机械制造装备的性能和可靠性。在齿轮系统运转过程中,常常因为轮齿和箱体的受载变形、摩擦以及制造安装误差等,引起齿轮系统的振动和噪声,严重影响了其传动性能。而齿轮修形是齿轮系统减振降噪的有效方法,因而本文以齿轮-转子-轴承-箱体系统为研究对象,开展了
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作为机械传动系统中应用最为广泛的力矩和运动传递装置,齿轮系统被广泛地应用于风机、汽车、工程机械和航空航天等机械装备制造领域,其传动性能的优劣直接影响着整体机械制造装备的性能和可靠性。在齿轮系统运转过程中,常常因为轮齿和箱体的受载变形、摩擦以及制造安装误差等,引起齿轮系统的振动和噪声,严重影响了其传动性能。而齿轮修形是齿轮系统减振降噪的有效方法,因而本文以齿轮-转子-轴承-箱体系统为研究对象,开展了多因素作用下齿轮-转子-轴承-箱体系统智能修形设计研究,其主要内容包括:（1）首先介绍了课题研究的背景及意义。接着分析了国内外学者对齿轮系统非线性动力学、斜齿轮参数化建模和齿轮修形的国内外研究现状,并总结了目前研究存在的问题。在此基础上,最后给出了本文研究的主要内容。（2）提出了多因素作用下齿轮-转子-轴承-箱体系统非线性动力学数值分析方法。在该方法中,首先应用集中质量法,建立了齿轮-转子-轴承-箱体系统非线性动力学模型。在此基础上,考虑箱体以及时变啮合刚度、动态传递误差、摩擦、齿侧间隙、修形和非线性轴承力因素,基于拉格朗日方程推导了齿轮-转子-轴承-箱体系统非线性动力学微分方程。应用4-5阶Runger-Kutta法求解上述微分方程,得到齿轮-转子-轴承-箱体系统的动态响应特性。并在此基础上,研究了箱体、摩擦、齿侧间隙和修形量对齿轮-转子-轴承-箱体系统非线性动力学响应的影响规律。（3）提出了基于ANSYS和Adams的齿轮-转子-轴承-箱体系统非线性动力学仿真分析方法。在该方法中,首先应用Creo建立了齿轮-转子-轴承-箱体系统的参数化精确三维模型,并完成装配和干涉检查。接着,将相应三维模型导入ANSYS,划分网格生成模态中性文件。最后,在Adams中导入相应模态中性文件,设置边界条件并进行仿真实验,得到仿真结果,对比仿真结果与数值分析结果,验证了所建立的齿轮-转子-轴承-箱体系统非线性动力学微分方程的合理性。（4）提出了基于改进细菌觅食算法齿轮-转子-轴承-箱体系统智能修形设计方法。在该方法中,首先以最小动态传递误差峰峰值为优化目标,以齿轮副的齿顶修形量、修形长度为优化变量,建立了齿轮-转子-轴承-箱体系统修形优化模型。接着,提出了改进的细菌觅食算法,并采用该算法实现了修形优化。最后,对比了优化前后的系统动态响应和静态接触应力,验证了所提出的修形优化方法,从而实现了齿轮-转子-轴承-箱体系统智能修形设计。
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